[发明专利]穆勒矩阵测量装置及其测量方法有效

专利信息
申请号: 202110605491.2 申请日: 2021-05-31
公开(公告)号: CN113281256B 公开(公告)日: 2022-06-03
发明(设计)人: 罗敬 申请(专利权)人: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
主分类号: G01N21/01 分类号: G01N21/01;G01N21/21
代理公司: 长春中科长光知识产权代理事务所(普通合伙) 22218 代理人: 高一明;郭婷
地址: 130033 吉林省长春*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 穆勒 矩阵 测量 装置 及其 测量方法
【权利要求书】:

1.一种穆勒矩阵的测量装置,包括起偏光路和检偏光路,其特征在于,还包括位于所述起偏光路光束出射方向的传递光路;

所述传递光路包括依次沿光路方向设置的分光组件(1)、第一透镜组(2)、位于所述第一透镜组(2)焦点处的小孔光阑(3)、位于待测光学系统(13)的光束出射端的平面反射镜(4);

所述待测光学系统(13)放置于所述小孔光阑(3)和所述平面反射镜(4)之间,所述待测光学系统(13)的焦点与所述第一透镜组(2)的焦点重合;

所述起偏光路包括依次沿光路方向设置的光源(5)、第二透镜组(6)、起偏器(7)、第一相位补偿器(8);所述光源(5)发出光强、偏振态、波长稳定的光束,经所述第二透镜组(6)准直后,经所述起偏器(7)变为线偏振光束,所述线偏振光束进入所述第一相位补偿器(8)被调制后,入射至所述传递光路;

所述检偏光路包括依次沿光路方向设置的第二相位补偿器(9)、检偏器(10)、第三透镜组(11)、接收光强信号的光电探测器(12);经所述平面反射镜(4)反射沿原光路返回的光束,经所述分光组件(1)反射折转进入所述第二相位补偿器(9),其偏振态被调制后,进入所述检偏器(10),经所述第三透镜组(11)汇聚至所述光电探测器(12)进行光强探测;

所述起偏光路发出偏振态被调制的光束,经过所述分光组件(1)分光,透射光束经第一透镜组(2)汇聚于所述待测光学系统(13)的焦点处,再经所述小孔光阑(3)入射至所述待测光学系统(13),变为平行光束后经所述平面反射镜(4)自准直反射,并沿原光路返回,依次通过所述小孔光阑(3)和所述第一透镜组(2)后,经所述分光组件(1)反射进入所述检偏光路,通过计算获得所述待测光学系统(13)的穆勒矩阵。

2.根据权利要求1所述的穆勒矩阵的测量装置,其特征在于,平面反射镜(4)的口径大于待测光学系统(13)的有效通光口径。

3.根据权利要求1所述的穆勒矩阵的测量装置,其特征在于,所述小孔光阑(3)的通光口径大于待测光学系统(13)的艾利斑直径其中R、f和D分别为待测光学系统(13)的艾利斑直径、有效焦距和有效通光口径,λ为有效光谱范围内的最大波长。

4.根据权利要求1所述的穆勒矩阵的测量装置,其特征在于,所述分光组件(1)包括分光面相互正交放置的第一分光棱镜(101)和第二分光棱镜(102);

经所述平面反射镜(4)反射沿原光路返回的光束经所述第一分光棱镜(101)反射折转至所述第二分光棱镜(102),再经所述第二分光棱镜(102)的反射折转进入所述检偏光路。

5.根据权利要求1所述的穆勒矩阵的测量装置,其特征在于,所述第一透镜组(2)经消偏振处理,以降低所述第一透镜组(2)对光束偏振态的改变。

6.一种穆勒矩阵测量的方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1、起偏光路发出的偏振光束进入传递光路;所述偏振光束经过所述传递光路的分光组件(1)后被分光,其中透射光束依次经第一透镜组(2)、小孔光阑(3)、待测光学系统(13)、平面反射镜(4),经平面反射镜(4)自准直反射后再沿原光路返回,进入检偏光路,其偏振态被解调,最后被光电探测器接收;

S2、旋转所述起偏光路中第一相位补偿器(8)和所述检偏光路中第二相位补偿器(9),使第一相位补偿器(8)和第二相位补偿器(9)保持固定的转速比;

S3、重复步骤S2,使用光电探测器(12)进行数据采集,获取频率在0倍到2×(u+v)倍范围内的光强信号,重复次数不少于16次,计算获得经待测光学系统(13)在自准直光路中的穆勒矩阵M;

S4、根据经待测光学系统(13)在自准直光路中的穆勒矩阵M,计算获得待测光学系统(13)的穆勒矩阵M0

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